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常见二极管及其伏安特性

在PN结的两端加上电极引线并用外壳封装起来,就构成了二极管,其中阳极接P区,阴极接N区,其符号如图1所示,图中箭头的方向为正向电流的方向。

 

图1 二极管符号

    二极管的种类很多,按不同的功能和用途可分为:普通二极管(主要用于信号检测、取样、小电流的整流等)、整流二极管(在各种电源设备中,做不同功率的整流)、稳压二极管(用于各种稳压电源和晶闸管电路中)、发光二极管(做为显示器件)、光电二极管(用作光电转换)、变容二极管(用于调频系统等高频电路中)等。图2是几种二极管的实物照片。

   

图2 常见二极管实物图

    二极管的伏安特性如图3所示,可分为正向特性、反向特性和反向击穿特性三种不同情况。

 

图3 二极管的伏安特性

    1.正向特性

    当二极管处于正向偏置时,正向电流随外加电压的增加而上升,但是在正向电压较小的部分,电流近似为零,且增加缓慢,这是由于外加电压还不足以克服PN结内电场对多子运动的阻碍作用,这一段称为“死区”,该段特性如图1.2.6的B段所示。相应的电压称为死区电压。只有当外加的正向电压大于死区电压后,正向电流才随电压的增加而迅速增大,二极管进入完全导通状态,该段特性如图1.2.6的A段所示。一般地,我们在工程估算时认为此时锗管的管压降约为0.1~0.3V,硅管的管压降约为0.6~0.7V。

    2.反向特性

    当二极管处于反向偏置时,二极管中的反向电流主要是由少子的漂移运动形成,因其不随反向电压的增加而变化,故称之为反向饱和电流。该段特性如图1.2.6的C段所示。

    3.反向击穿特性

    当反向电压继续增加到某一数值时,二极管中的反向电流会突然增大,我们称此时二极管发生了反向击穿,该段特性如图1.2.6的D段所示。发生反向击穿时PN结有很大的反向电流,严重时将导致PN结损坏,所以普通二极管应该避免被击穿,但稳压二极管则必须要工作于击穿状态,因为在击穿区虽然电流变化较大而电压却能保持基本不变,正是利用这个特性,稳压管才能够起到稳压的作用。

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